ГЛАВА 16

ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ПСИХОЛОГИИ

С.Г. Мельник Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, полковник медицинской службы в отставке

Космическая психология как ответвление общей психологии (теоретической и экспериментальной), и авиационной психологии в частности, начала формироваться на базе достижений философии, социологии, педагогики, физиологии, медицины, которые в большей или меньшей мере касались самой сути функционирования психики человека в процессе его трудовой деятельности.

Стержневой основой («стволом») ее развития является практика авиационной медицины, авиационной и социальной психологии, психофизиологии летного труда.

Было бы преждевременным относить космическую психологию к самостоятельной отрасли знаний - это лишь чисто условное понятие, в большей мере отражающее психологическую направленность исследований в качественно новых условиях обитания человека.

Тем не менее процесс развития этой отрасли знаний, особенно в период активного освоения человеком космического пространства, стал обособляться в ряде научных дисциплин и направлений. Так, при медицинском отборе кандидатов в космонавты потребовалось определить их личностные и интеллектуальные качества, оценить уровень мотивации, устойчивость внимания, оперативную память и пространственное мышление к действию факторов космического полета и стрессовых ситуаций.

При разработке систем индикации и управления космическим кораблем потребовалось исследовать психологические возможности восприятия «полетной» информации, ее переработки и принятия решения на реализацию управляющих воздействий.

При построении режимов труда и отдыха в космическом полете важно было углубить знания в области перестройки суточной динамики некоторых психических функций, изучить и разработать пути и способы укрепления психических процессов и состояний космонавта.

Решение перечисленных и многих других вопросов стало возможным благодаря благотворному влиянию авиационной медицины и психологии, которые еще до начала освоения человеком космического пространства получили широкое развитие.

Космическая психология - логическое развитие истории
авиационной медицины и психологии

У истоков развития отечественной авиационной психологии стояли известные в авиационной медицине специалисты, определившие и сам предмет исследования (психика человека), и объект исследования (деятельность индивида и коллектива), и субъект исследования (летный и инженерно-технический состав), и наконец, направления исследований (влияние факторов полета на психическое состояние, изучение психических закономерностей взаимодействия летчика в процессе управления самолетом, формирование профессиональной пригодности, психологическая адаптация к условиям деятельности, анализ аварийности) [1, 25].

С.Е. Мниц - первый отечественный авиационный врач, организатор первой психофизиологической лаборатории по изучению индивидуальных качеств летчика - показал значимость психологических (психотехнических) методов исследования в решении проблем отбора и обучения летного состава, в изучении индивидуальных качеств и авиационной аварийности, условий жизни и работы летчика.

А.П. Нечаев - доктор наук, психолог, профессор - занимался исследованием памяти, внимания и скорости реакций курсантов летных школ. Он. первым в нашей стране начал применять тестовые испытания в авиации», считал, что «коэффициент авиаспособности» можно вычислить с помощью учета таких качеств, как адаптация внимания, объем внимания, эмоциональность, внушаемость, разница в прямом и обратном счете, скорость писания чисел, средняя скорость работы в спокойном состоянии и при воздействии побочных раздражителей.

Н.М. Добротворский - первый советский врач-летчик, психофизиолог, автор первого советского руководства, которое вышло под названием «Летный труд» [9] - занимался вопросами профессиографического описания деятельности летчика, отбора и обучения, устройства и оборудования рабочих мест. Он шел по пути экспериментальной психологии, стремился примирить психотехническое направление с павловским учением о высшей нервной деятельности. Однако резкая критика психотехнических методов исследования, носящая, как тогда было принято трактовать, классовый характер, не позволила ему достичь нужной цели, и он ушел в область изучения гигиенических вопросов.

К началу первого полета человека в космос авиационная психология уже располагала определенным научным базисом, который обеспечил становление и развитие космической психологии.

С.Г. Геллерштейном, доктором биологических наук, профессором, признанным специалистом в области психологии и психофизиологии труда человека, был дан глубокий психологический анализ деятельности летчика [3], раскрыты отдельные составляющие проблемы психологии в применении к авиации: чувство времени, скорость двигательных реакций [3]. Им в соавторстве с другими исследователями (Д.С. Озерецковский, К.А. Терешкович) изучены вопросы влияния недостатка кислорода на высшую нервную деятельность, объективно установлено замедление интеллектуальных процессов на высоте: затруднение в понимании прочитанного текста, изменение сознания.

Исследованиями К.К. Платонова, доктора медицинских и доктора психологических наук, профессора, человека, с именем которого связана почти вся история отечественной психологии советского периода, автора известной и популярной среди авиаторов книги «Человек в полете» [18], были определены основные формы психической напряженности в полете [19], широко и глубоко изучены функциональная структура личности, летные способности, решены общеметодические проблемы психологии. Им же в соавторстве с Л. Шварцем изданы «Очерки психологии для летчиков» [20].

Работами зарубежных и отечественных психологов (Д. Камю, А. Джемелли, В. Мак-Дугалл, С.Е. Минц, С.Г. Геллерштейн, Ю.А. Васильев, Я.Ф. Самтер и др.) был дан определенный импульс для разработки методов и обоснования системы психологического отбора в авиацию.

По данным аналитического обзора, подготовленного М.М. Решетниковым (1987), наиболее часто в этих целях применялись различные психотехнические тесты - краткое стандартизированное психологическое испытание, предназначенное для установления в сравнительных величинах индивидуальных различий.

В развитых капиталистических странах существующая система психологического отбора сложилась в 40-50-е гг. У нас в стране - в 50-60-е гг., причем в ее разработку большой вклад внес Б.Л. Покровский, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, соавтор медицинского пособия по психологическому отбору курсантов в летные училища ВВС [21] и автор книги «Летчику о психологии» [22, 23].

Важное значение имели работы, касающиеся социометрических исследований, связи межличностных отношений с групповой эффективностью деятельности. И хотя эти работы носили чисто описательный характер (по крайней мере в период 20-40-х гг.), но в конечном счете они способствовали поиску рациональных путей и способов комплектования экипажей самолетов дальнего действия (космических кораблей) по принципу психологической совместимости.

Позитивными были исследования процесса информационного взаимодействия летчика с приборами и сигнализаторами в кабине самолета. Они проводились Ю.А. Петровым, М.Н. Юровицким, В.Ф. Новодворским под руководством К.К. Платонова в начале 50-х гг. в интересах изыскания рациональных вариантов шкал и размещения приборов на приборной доске. Результаты этих и других работ способствовали развитию инженерной психологии, авиационной эргономики, экологической психологии, которые своими методическими приемами взаимообразно переплелись с физиологическими, психофизиологическими и гигиеническими методами исследований и весьма плодотворно повлияли на формирование ряда новых концепций: «согласование авиационной техники с психофизиологическими возможностями летчика», «активного оператора», «образа полета», «психологического моделирования», «летных способностей», «алгоритмического анализа деятельности», «профессионально-психологической реабилитации», «гигиенического нормирования экстремальных факторов среды обитания». Авторами этих концепций являлись видные ученые второй половины XХ в. Б.Ф. Ломов, Н.Д. Завалова, В.А. Пономаренко, Э.В. Лапаев, В.А. Бодров, Л.П. Гримак, Г.М. Зараковский, Ю.В. Крылов.

Таким образом, к начальному этапу подготовки человека к полету в космос авиационная психология в комплексе с авиационной физиологией и гигиеной создала прочную научно-методическую базу для становления и развития космической психологии.

Решение вопроса психологического отбора космонавтов

Одной из важнейших проблем космической медицины в преддверии первого полета человека на космическом корабле была проблема психологического отбора. Впервые она решалась в клинико-психологической лаборатории Научно-исследовательского авиационного госпиталя под руководством Ф.Д. Горбова.

Психологическое обследование кандидатов в космонавты осуществлялось в трех самостоятельных направлениях [4].

В первую очередь необходимо было исключить скрытые, необнаруженные до поступления в стационар болезненные отклонения со стороны нервно-психической сферы и крайне нежелательные характерологические черты (типа, например, психопатических).

Ставилась также задача определения функциональных возможностей человека, особенно со стороны нервно-психического статуса, в отношении устойчивости организма к действию некоторых специфических факторов космического полета.

Второе направление психологического обследования включало:

исследование устойчивости заданной деятельности к воздействию экстрараздражителей (сильных и внезапно предъявляемых, не носящих характера сигнально-информационных);

исследование устойчивости заданной деятельности к воздействию комплексного раздражителя, содержащего помехи;

исследование устойчивости заданной деятельности к перемене способов подачи нужных для работы информационных сигналов;

исследование устойчивости заданной деятельности к воздействию фактора «дефицита времени».

Третье направление психологического обследования проводилось в целях определения степени переносимости воздействия некоторых проб-нагрузок, сопровождающихся значительным эмоциональным напряжением и возникновением явлений физиологического дискомфорта, в частности, после воздействия больших величин радиальных ускорений на центрифуге, пребывания на «высоте» 15000 м с дыханием под повышенным давлением кислорода. При этом исследовалась устойчивость заданной деятельности к воздействию комплексного раздражителя, содержащего помехи, и устойчивость заданной деятельности к перемене способов подачи нужных для работы информационных сигналов.

Подготовка к условиям длительной изоляции

Одним из новых, весьма мало изученных вопросов, вставших перед космической медициной при планировании космических полетов человека, явился вопрос о влиянии на космонавта длительного пребывания в условиях изоляции и одиночества.

В физиологии, психологии и клинической медицине имелись некоторые данные о влиянии социальной изоляции на развитие психических функций ребенка, об изменении психики в условиях географической изоляции, одиночного заключения, поражения органов чувств. Однако эти данные были мало обобщены и не имели практического применения.

Систематическое изучение влияния сенсорной недостаточности в интересах авиации и космонавтики началось в середине 50-х гг. Можно выделить две основные группы этих исследований.

1-я группа - опыты со строгой изоляцией, в которых с помощью специальных приспособлений искусственно исключалась возможность адекватных зрительных, слуховых и осязательных восприятий. В разные сроки появились нарушения поведения человека. Испытуемые теряли способность к продуктивному мышлению; временами наступали «чистые периоды», когда испытуемые вообще не могли думать, отклонения в простых пробах на работоспособность (типа арифметических задач). В ряде случаев развивались галлюцинации.

2-я группа - опыты, в которых сохранялась возможность для адекватных восприятий окружающего в пределах камеры. Здесь изменения со стороны нервно-психической сферы не носили психопатологического характера; не было зарегистрировано зрительных и слуховых галлюцинаций, резкого снижения умственной работоспособности и существенных отклонений в поведении. Отмечались лишь раздражительность, ухудшение настроения, некоторая эмоциональная напряженность, иногда бессонница и снижение работоспособности.

Обобщая эти исследования, большинство авторов отмечали, что условия длительного пребывания в изоляции оказывают существенное влияние на нервно-психическую сферу человека, указывали на трудность организации таких экспериментов и сложность анализа.

Задача организовать практическую подготовку космонавтов к полету в космическое пространство была поставлена в июле 1959 г., а уже в августе была разработана общая схема подготовки, методы тренировки и исследования, стенды или ТЗ на них и т. п. В комплексе специальных тренировок и испытаний было включено длительное пребывание в замкнутом изолированном пространстве ограниченного объема.

Принципиальная схема сурдокамерных испытаний была предложена Ф.Д. Горбовым. В ней был воплощен принцип воспроизведения профессиональной ситуации в моделирующем психологическом эксперименте, позволяющий имитировать основные этапы длительной операторской работы в экологически замкнутой системе, не привязываясь к конкретным техническим конструкциям и связанным с ними операциям управления. Эти особенности выгодно отличали сурдокамерный эксперимент от основных зарубежных типов ситуации экспериментальной сенсорной депривации. Создавалась возможность точного учета деятельности испытуемого, и вместе с тем обеспечивалась относительная независимость ее результатов от профессиональной подготовки испытуемого. В.И. Мясниковым была разработана схема полиэффекторной объективизации экспериментально-психологической деятельности, позволившая изучать наиболее общие закономерности изменения нервно-психической сферы.

Исследования первого отряда космонавтов проводились в специально оборудованной камере с непрерывным пребыванием каждого в замкнутом пространстве в течение 10-15 суток. Камера была оснащена всеми средствами жизнеобеспечения, а также специальной аппаратурой и приборами, входящими в систему предъявления раздражителей и сбора поступающей из камеры информации о состоянии нервно-психической сферы испытуемых.

Основное условие эксперимента - длительная изоляция от внешней среды в психофизиологическом отношении - обеспечивалось:

одиночеством обследуемого, замкнутым состоянием камеры в течение всего эксперимента;

практически полной изоляцией от внешних источников света, звуковых воздействий и других раздражителей;

отсутствием двусторонней речевой связи (кроме аварийных ситуаций);

резким ограничением по программе и времени возможности передачи информации (сообщений) из камеры к экспериментатору (4 раза в сутки без подтверждения о получении сообщения).

Деятельность космонавтов во время исследования строго регламентировалась распорядком дня. Она включала самообслуживание (приготовление пищи, поддержание личной гигиены и пр., выполнение экспериментально-психологических заданий, регистрацию и оценку показаний приборов и агрегатов, подготовку и запись физиологических функций, передачу отчетных сообщений). Общая продолжительность сна равнялась 9 часам.

Оценка функционального состояния нервно-психической сферы космонавтов производилась комплексно:

по данным наблюдения (с помощью телевидения и визуально) за поведением и эмоциональными реакциями и магнитофонных записей звуков, которые раздавались в камере;

по результатам определения скорости ответной двигательной реакции;

на основании выполнения заданной деятельности при воздействии экстрараздражителей внезапного и сильного действия (резкий звук, световые вспышки) и при действии помех, близких к полезным сигналам;

по динамике исследования пробы на время (отсчет в уме 20 с.);

по проявлениям вегетативных реакций (учитывались частота пульса, частота дыхания, температура тела, ЭКГ, ЭМГ, ЭЭГ, КГР).

Полиэффекторная регистрация психологических и физиологических показателей при проведении экспериментально-психологических исследований в сурдокамере позволила не только достаточно глубоко изучить устойчивость нервно-психической сферы космонавтов в условиях изоляции, но и провести дифференцированную индивидуальную оценку каждого. Это в значительной степени помогло сделать выбор сначала двух наиболее подготовленных (Ю.А. Гагарин и Г.С. Титов), а затем выбор Ю.А. Гагарина. По заключению специалистов, преимущество Ю.А. Гагарина перед остальными пятью первыми кандидатами в космонавты определялось сочетанием высокой эмоциональной устойчивости, адекватной и целеустремленной реакцией на новизну, способностью к отдыху и расслаблению в условиях вынужденного ожидания, хорошей характеристикой сна, склонностью к добродушному юмору.

В 1960-1961 гг. было проведено 18 экспериментов. Период пребывания в сурдокамере космонавтов П.И. Беляева, В.Ф. Быковского, Б.В. Волынова, Ю.А. Гагарина, В.В. Горбатко, В.М. Комарова, А.Г. Николаева, П.Р. Поповича, Е.В. Хрунова составлял 10 суток, А.А. Леонова - 13 суток, Г.С. Титова и Г.С. Шонина - 15 суток.

Наряду с естественными индивидуальными отличиями в поведении у всех указанных кандидатов в космонавты был выявлен высокий уровень устойчивости к воздействию длительной изоляции, сохранение хорошей работоспособности, помехоустойчивости, способности к быстрой и четкой ответной реакции в течение всего эксперимента.

В 1962 г. аналогичное обследование с периодом пребывания в сурдокамере в течение 7 суток прошли 4 женщины, в том числе В.В. Терешкова. Результаты эксперимента показали высокий уровень нервно-психической устойчивости В.В. Терешковой к длительному одиночному пребыванию в условиях изоляции. По заключению исследователей, ее поведение в сурдокамере было спокойным и непринужденным. Строго и точно выполняла она все требования распорядка дня, педантично относилась к физической зарядке. Ночной сон в течение всего периода изоляции был спокойным, с самостоятельным пробуждением в заданный срок. Не было отмечено выраженных явлений повышенной утомляемости, снижения работоспособности и адаптационно-вегетативных отклонений, связанных с условиями одиночной изоляции. В.В. Терешкова продемонстрировала.хорошую выносливость к данному испытанию, большую помехоустойчивость к раздражителям, близким по своим характеристикам к полезному сигналу, высокую адекватность и точность рабочих операций, а также эмоциональную устойчивость. Все это говорило о высоком уровне функциональных возможностей ее нервно-психической сферы и благоприятном психологическом прогнозе на предстоящий космический полет.

Параллельно с проведением указанных экспериментов была изготовлена, смонтирована, прошла пробные испытания со штатными испытателями и в мае 1963 г. вступила в строй специально сконструированная уникальная сурдокамера, соответствовавшая всем требованиям исследователей того времени. Ведущий инженер монтажа и испытаний М.И. Клевцов был непосредственным участником всех предыдущих экспериментов с изоляцией, что позволило в полной мере учесть их опыт. Камера имеет объем 20 м³ и состоит из трех отсеков: рабочего, бытового и санузла. В рабочем помещении смонтированы пульты испытуемых, позволяющие работать как одному, так и одновременно двум-трем человекам, шесть приемных камер телевизионной установки для наблюдения за испытуемыми, фотофоностимулятор для подачи световых и звуковых раздражений. В бытовом помещении находится кухонный стол с духовым шкафом, в который вмонтирована электроплитка для подогрева воды и пищи. Пищевые продукты хранятся в «кладовой», а скоропортящиеся - в холодильнике. Для сна и отдыха имеются диван-кровать и два раскладывающихся кресла. Смонтированная под кроватью и креслом колодка с набором клемм позволяет производить запись физиологических функций во время сна. Для непрерывного наблюдения за испытуемым в бытовом помещении имеются две приемные телекамеры. В помещении санузла предусмотрено все необходимое как для поддержания личной гигиены испытуемых в течение длительного времени (горячая и холодная вода, душевая установка), так и для отправления физиологических потребностей.

Поддержание на заданном уровне парциального давления кислорода и углекислоты, температуры и влажности обеспечивается автоматической системой вентиляции и охлаждения воздуха. Иллюминаторы с односторонней видимостью обеспечивают визуальное наблюдение за состоянием испытуемых в любое время суток. На случай аварийных условий предусмотрено автоматическое открывание дверей сурдокамеры с помощью пневмосистемы за десятые доли секунды.

Данная сурдокамера стала использоваться для решения комплекса научных задач различного профиля. Практические задачи отбора и подготовки космонавтов к конкретным полетам были переданы в ЦПК. И здесь сурдокамерные испытания стали обязательным, причем весьма важным методом психологического изучения. «Длительные одиночные сурдокамерные испытания являются адекватной моделью, в максимальной степени воспроизводящей поведенческие реакции человека при адаптации к условиям информационной недостаточности космического полета», - писали специалисты ЦПК в 1971 г. Большой вклад в дальнейшее развитие подобных исследований, трактовку и анализ получаемых данных внесли В.И. Лебедев, Р.Б. Богдашевский и особенно О.Н. Кузнецов. Однако и в настоящее время в основе этих исследований лежит принципиальная схема длительного одиночного эксперимента и полиэффекторной объективизации экспериментально-психологической деятельности, разработанная первыми авторами этого направления - Ф.Д. Горбовым, В.И. Мясниковым и их сотрудниками - в конце 50 - начале 60-х гг.

Ученые, космонавты и испытатели после завершения эксперимента в сурдокамере (крайний слева - профессор Л.П. Гримак; в центре - Н.Д. Самсонов, космонавт П.Р. Попович, профессор В.Е. Рожнов, космонавт Е.В. Хрунов, профессор С.А. Гозулов; крайний справа - профессор Л.С. Хачатурьянц), 1978

Поиск рациональных путей и способов комплектования членов экипажей космических кораблей по принципу психологической совместимости

До первого полета человека в космос оставалось еще более года. Но перспектива развития космических летательных аппаратов, на борту которых может размещаться несколько членов экипажа, уже тогда вызывала необходимость сосредоточения усилий многих исследователей на решение проблемы комплектования членов экипажей по принципу психологической совместимости.

По опыту полетов многоместных самолетов было уже очевидным, что несогласованность действий членов экипажа потенциально содержит в себе угрозу успешности выполнения задания из-за развития конфликтной напряженности. В этой связи важным считалась разработка системы группового психологического отбора, групповой подготовки и принципов внутригруппового управления.

Большой вклад в решение этой проблемы внесли ФД. Горбов, М.А. Новиков, Г.В. Изосимов, М.И. Клевцов и др.

Проведя большое количество экспериментов, начатых еще до первого полета в космос Ю.А. Гагарина и продолженных в течение ряда последующих лет на приборе «Гомеостат», моделирующем групповое психофизиологическое взаимодействие [5], им удалось выявить некоторые закономерности групповых процессов и сформировать понятие психофизиологической совместимости. Под ней подразумевалось одинаковое проявление основных психических процессов и сенсомоторных функций, единая степень тренированности в формировании профессиональных навыков и умений, согласованность в динамике показателей высшей нервной деятельности и функциональных систем организма, совместимость по темпераменту, сходство динамической направленности эмоционально-вегетативных реакций, а также адекватность и устойчивость позиционно-деловых отношений в группе между лидером и ведомым.

В одной из работ, опубликованных в 1969 г., Ф.Д. Горбов отмечал, что лидер является лицом, способным быстро и адекватно оценивать ситуацию, умело и целеустремленно регулировать внутригрупповые процессы в соответствии с ходом их развития. Более того, замечает он, в некоторых случаях, когда требуется привлечение узкого специалиста к решению ситуации, лидеру желательно на время передать свои функциональные полномочия [6].

Проблема комплектования членов космического летательного аппарата по принципу психологической совместимости, разработку которой начали Ф.Д. Горбов и его сотрудники в ГНИИИАиКМ, получила достаточно широкое развитие в течение последующих десятилетий и существенно обогатила авиационную и космическую медицину, а также психологию летного труда.

Сейчас для специалистов, решающих практические задачи группового психологического отбора, групповой подготовки и внутригруппового управления, уже известны принципы подбора и комплектования летных экипажей, методические приемы диагностики совместимости реально действующего экипажа, подбора нового члена в его коллектив, методические приемы комплектования летных экипажей при переучивании на новую технику, условия комплектования экипажей из лиц, незнакомых друг с другом [27].

Развертывание инженерно-психологических исследований и использование их результатов в конструкторских разработках КЛА

В период подготовки и выполнения первых космических полетов важно было исследовать психологические и психофизиологические возможности человека-оператора по ручному управлению КЛА применительно к конкретным задачам и техническим характеристикам разрабатываемых кораблей, изучить неблагоприятное влияние факторов космического полета (гиподинамии, гипоксии, гиперкапнии, линейных ускорений, вестибулярных расстройств) на структуру управляющей деятельности космонавта, исследовать особенности восприятия приборной информации на электронно-лучевых трубках, обосновать рациональную компоновку приборов и органов управления, изучить возможности ведения телекодовой связи.

Эти и другие вопросы решались в составе большого коллектива научных сотрудников, организационно объединенных в научный отдел под названием «Космические тренажеры», который структурно входил в космическое Управление ГНИИИАиКМ, возглавляемое профессором В.И. Яздовским.

Отделом руководил кандидат технических наук, старший научный сотрудник А.П. Кузьминов. С ним активно сотрудничал кандидат технических наук, старший научный сотрудник М.М. Сильвестров, являясь фактически его заместителем.

Обладая большим научным потенциалом, определенными знаниями в области психологии, психофизиологии и инженерной психологии, М.М. Сильвестров вложил много труда в организацию и проведение сложных экспериментов. В 1979 г. он успешно защитил докторскую диссертацию, и ему была присвоена ученая степень доктора технических наук.

Вместе с А.П. Кузьминовым и М.М. Сильвестровым трудились научные сотрудники с медицинским, психологическим и инженерным образованием, в частности: Е.С. Завьялов, В.И. Манкевич, Н.И. Бойко, В.Ф. Онищенко, В.А. Пестова, С.Г. Мельник, А.Г. Тищенко, Ю.А. Розанов, А.А. Булат, В.М. Василец, Е.В. Дементьев.

Многие темы выполнялись совместно с инженерами-разработчиками космической техники из ЦКБЭМ и ОКБ-1 под руководством члена-корреспондента АН СССР Б.В. Раушенбаха, ныне академика РАН. Активное участие в исследованиях от этих учреждений принимали А.С. Елисеев, позже дважды слетавший в космос, В.П. Легостаев, B.C. Литягин, Л.Л. Николаев, Л.И. Комаров.

По результатам исследований были разработаны, определены и обоснованы:

принципы построения системы ручного управления ориентацией, дальним сближением, причаливанием и спуском КЛА;

возможности ручного управления КЛА на различных этапах полета при воздействии специфических факторов полета;

параметры конкретных систем ручного управления с учетом психофизиологических возможностей космонавта;

структурные характеристики процесса ручного управления кораблем;

система комбинированного управления в режиме совместной работы летчика-космонавта и автоматического контура;

обобщенный критерий оценки систем управления, сформированный из частных показателей с соответствующими весовыми коэффициентами;

а также предложен метод определения их весовых значений по отношению к предельно допустимым величинам частных показателей.

Разумеется, эти разработки потребовали дальнейшего развития и углубления инженерно-конструкторских исследований, особенно в части учета психофизиологических возможностей человека. При решении данного вопроса необходимо было объединить творческие усилия ряда видных психологов и конструкторов космической и авиационной техники, привлечь к совместной работе ведущие НИУ МО и АН СССР. Известная позитивная роль в этом процессе принадлежит Владимиру Александровичу Пономаренко, академику Российской академии образования (РАО), возглавлявшему в течение нескольких лет ГНИИИАиКМ МО. Обладая глубокими знаниями в области авиационной психологии и медицины, владея большими организаторскими способностями, он совместно с другими видными учеными разработал методологию создания систем автоматического управления летательными аппаратами с учетом человеческого фактора и использованием методов современной теории управления и распределения функций между летчиком и средствами автоматизации [11, 12, 26].

Определение допустимого времени выполнения операторских функций космонавтом в особых случаях полета

Создание оптимальных физиолого-гигиенических условий обитаемости первых космических летательных аппаратов типа «Восток» было одной из приоритетных задач специалистов авиационной медицины и конструкторов-разработчиков космической техники. Однако, кроме вопросов жизнеобеспечения, важно также располагать данными о психологических и психофизиологических возможностях космонавта выполнять операторские функции не только в штатных условиях полета, но и в особых случаях, например при отказах или сбоях в работе системы регенерации воздуха, что могло бы привести к повышению концентрации углекислого газа (СО₂) и развитию гиперкапнического состояния космонавта.

Предполагалось также, что во время длительного космического полета могут происходить повторные, устранимые отказы регенерационного устройства и экипаж корабля время от времени будет вынужден дышать в атмосфере с повышенным содержанием углекислого газа.

Исходя из сказанного, перед исследователями ставилась цель оценить характер изменений психологических и физиологических функций человека в указанных условиях, которые, по сути, являются экстремальными и могут привести к возникновению «трудных» психических состояний (подавленности, тревожности, растерянности, агрессивности), а также к нарушениям функционального состояния организма и профессиональной работоспособности.

Одновременно необходимо было определить временной интервал (диапазон) оптимальной работоспособности в среде с различными концентрациями углекислого газа, что очень важно для регламентирования деятельности космонавта в случае отказа регенерационного устройства, а возможно - и принятия решения на прекращение полета.

Исследования выполнялись под руководством М.И. Вакара и Л.Г. Головкина. Ответственным исполнителем был И.И. Малкиман. Эксперименты проводились группой научных сотрудников в составе В.Н. Полякова, В.К. Степанова, ГС. Калинина, Г.П. Кравченко, А.И. Шевченко, С.Г. Мельника [17].

На основании достаточно глубокой экспериментальной проработки этого вопроса, включающей изучение психических функций, дыхания, сердечнососудистой системы, физического состояния и операторской работоспособности, были определены временные интервалы оптимального состояния и устойчивой работоспособности человека в атмосфере с повышенным содержанием углекислого газа. Так, при быстром нарастании углекислого газа (в течение нескольких минут) они составляли 60-100 мин при концентрации СО₂, равной 3% (21 мм рт. ст.), до 90 мин - при концентрации 5% (36 мм рт. ст.) и до 20 мин - при концентрации 6% (43 мм рт. ст.).

Результаты данных исследований реализованы в виде практических рекомендаций для группы руководства полетами и нашли отражение в кандидатских диссертациях В.Н. Полякова и С.Г. Мельника. Кроме того, часть материалов была проанализирована с позиции физиологических механизмов регуляции адаптационных процессов. Это дало определенный импульс для изучения противоположных гиперкапнии состояний, в частности гипокапнии, а также привело к расширению и углублению теоретической и методологической направленности исследований в целях решения актуальных проблем авиационной и космической медицины и психологии.

Разработка игровых и рисовальных средств

Фактор невесомости поставил перед исследователями ряд важных проблем психологической направленности, среди которых не последнее место занимали возможности человека использовать в космическом полете привычные для наземных условий игровые и рисовальные средства, в частности шахматы, авторучки, карандаши.

Одним из первых исследователей, занимавшийся этими важными вопросами, был М.И. Клевцов, инженер, кандидат биологических наук, известный в кругах авиационной и космической медицины изобретатель, работавший в то время в лаборатории Ф.Д. Горбова.

Понятно, что длительные космические полеты накладывают жесткие ограничения на состав таких материально-технических средств по.условиям их эксплуатации в невесомости. Например, ни одна из существующих конструкций шахмат не обеспечивает их безопасную эксплуатацию - маленькие шахматные фигуры легко потерять во время игры, а они, невесомые, плавая в кабине, грозят натворить всяких бед - скажем, забрести в рот спящего космонавта, попасть в дыхательные пути. Не исключают потерь фигур ни штырьковые, ни магнитные шахматы.

Как видим, шахматы - это одна из тех «мелочей», которая в условиях космического полета оборачивается непростой задачей. С позиции изобретательской, передвижение фигур надо устроить так, чтобы они никогда не снимались с доски и в то же время свободно передвигались по ней.

М.И. Клевцов нашел простое решение: в доске нарезаются межклеточные и внутриклеточные пазы, а у основания фигур устанавливаются штифты со шляпкой и подвижной шайбой, между которыми размещается пружинный элемент. В таком варианте штифты со шляпкой обеспечивают постоянную механическую связь с доской, а подвижная шайба и пружинный элемент позволяют приподнимать фигуры над игровым полем, перемещать и фиксировать их в нужной клетке. Таким образом обеспечиваются две, казалось бы неразрешимые, задачи - постоянная связь с доской и возможность передвижения по ней фигур. Для выбывших из игры фигур предусматриваются собирательные пазы на торцах доски.

Такое техническое решение задачи признано изобретением и промышленным образцом в России, Индии, Японии, США, Великобритании, ФРГ, Швеции, Испании, Италии, ГДР, Венгрии, Дании.

Кроме шахмат возникла также проблема с рисовальными средствами. Обычные цветные карандаши из-за возможности засорения атмосферы кабины корабля невесомыми обломками грифелей, грифельной пылью и стружкой, просачивающейся из очистного устройства, становятся неприменимыми в условиях невесомости. В начальный период освоения космоса, когда отсутствовали фломастеры, единственной возможностью было использование шариковых авторучек. Однако и они не работают в невесомости. Кстати, та же проблема возникла с авторучкой для заполнения бортжурналов.

М.И. Клевцовым была разработана специальная шариковая авторучка, в которую паста подается к шарику при помощи поршня, вмонтированного вовнутрь герметического стержня с пастой под давлением 3 атмосферы азота. Но паста под таким давлением просачивается из-под шарика, и ручка становится неработоспособной. Поэтому ему пришлось дополнительно разрабатывать специальную пасту твердой консистенции.

Такие разработки проводились одновременно и в США. Но из-за косности должностных лиц Министерства приборостроения, в ведении которого были сосредоточены заводы-изготовители авторучек, приоритет на изобретение оказался в США. Там авторучка запатентована и изготавливается массовым тиражом, давно окупившем затраты на ее разработку.

Моделирование состояния невесомости в гипнозе

Среди ряда проблем изучения и подготовки человека к длительному космическому полету важной является проблема создания адекватной модели «невесомости» в наземных условиях. Первой и наиболее приемлемой моделью оказался полет самолета по параболе Кеплера, позволяющий воспроизводить невесомость в течение 25-40 с.

Особенности позы испытателей при моделировании состояния невесомости в гипнозе (субъективное ощущение веса в пределах 5 кг), 1973 г.

В конце 50-х и в начале 60-х годов группа ученых ГНИИИАиКМ в составе Е.М. Юганова, Э.В. Лапаева, И.И. Касьяна и др. провела большую серию исследований на этой модели. Ими были широко изучены состояния отдельных систем и анализаторов организма, в том числе и психофизиологические возможности по выполнению произвольных движений и управляющих действий.

Примерно в эти же годы другая группа ученых ГНИИИАиКМ, в частности AM. Генин, П.В. Васильев, ИД. Пестов, В.И. Степанцев и др., изучали функциональное состояние работоспособности человека на моделях, сущность которых в определенной мере отражала влияние невесомости, например, при длительной гиподинамии, в иммерсионной среде с нулевой плавучестью и т. п.

Оригинальный подход к моделированию состояния невесомости наметился в 1966 г. Так, исходя из теории гипнологии, Л.П. Гримаком, ныне доктором медицинских наук, профессором, автором широко известной книги «Резервы человеческой психики», переиздававшейся дважды [7], было сделано предположение о возможности репродуктивного внушения снижения гравитационной весомости тела с постгипнотической реализацией на длительный период.

Им же в составе группы экспериментаторов (В.И. Метлик, А.Я. Фролов, С.В. Корнева и др.) в рамках ряда НИР отдела, руководимого доктором медицинских наук Л.С. Хачатурьянцем, выполнен цикл исследований с использованием «психической модели невесомости».

Эксперименты проводились в макетах кабин КЛА с учетом реальной программы космического полета, продолжительностью от 3 до 10 суток.

Результаты исследований нашли практическое применение в разработке медицинских требований к образцам новой космической техники, а также легли в основу перспективных психофизиологических программ деятельности человека-оператора в условиях космического полета.

Уникальные результаты проведенных экспериментов нашли свое отражение в ряде монографий [8, 28, 29].

Исследование возможности приспособления организма человека к измененному режиму дня и ночи

Актуальность проблемы биологических ритмов человека при изменении привычного режима дня и ночи, затронутая еще до полета человека в космос, в частности в процессе выполнения экспериментов в условиях длительной изоляции, была подтверждена в первых космических полетах. Так, Г.С. Титов отмечал неблагоприятное влияние частых смен света и темноты на динамику сна и бодрствования в полете. В последующих полетах космических кораблей и станций («Восход», «Джемини», «Аполлон», «Союз», «Скайлэб», «Салют») также подтвердилась важность проблемы приспособления человека к измененному режиму дня и ночи.

Большая серия исследований в этом направлении выполнена в ГНИИИАиКМ под руководством Л.С. Хачатурьянца. Моделировался 30-суточный мигрирующий режим труда и отдыха с использованием метода гипностимуляции, разработанного Л.П. Гримаком, в целях оптимизации адаптационного процесса и повышения работоспособности человека.

В исследованиях принимали активное участие В.А. Бодров, А.Н. Лицов, В.И. Метлик, А.Я. Фролов, С.В. Корнева, М.И. Каталов.

По результатам проведенных экспериментов были обоснованы принципы организации труда и отдыха космонавтов в длительных полетах. Это способствовало дальнейшему углублению исследований на макетах космических кораблей в процессе подготовки к каждому космическому полету.

Развитие космической психологии в период подготовки и выполнения кратковременных полетов в космос

Кратковременные полеты в космос выполнялись в основном по программам «Восток», «Восход» и частично «Союз». Так, на космическом корабле «Восток» осуществлено 6 полетов продолжительностью от 1 ч. и 48 мин. (полет Ю.А Гагарина) до 4 суток, 23 часов и 6 минут (полет В.Ф. Быковского).

На космическом корабле «Восход» выполнено 2 полета продолжительностью от 1 сут. и 17 мин. до 1 сут., 2 ч. и 2 мин. На корабле «Союз» произведено 23 полета, большая часть которых тоже носила кратковременный характер [13].

При выполнении этих полетов актуальными являлись психологические аспекты адаптации человека к космическому кораблю, влиянию невесомости, гиподинамии, сенсорной депривации. Эти и другие вопросы, касающиеся психологии труда космонавта, решались известными исследователями Ф.Д. Горбовым, В.И. Мясниковым, В.А. Дегтяревым, Э.В. Лапаевым, Е.М. Югановым и др. попутно с изучением проблем космической физиологии и гигиены, которые в то время имели приоритетное значение. Надо отметить и тот факт, что в этих исследованиях специалисты с психологическим образованием почти не принимали участия, ибо в штатной структуре ГНИИИАиКМ, НИАГ и ЦПК их было очень мало.

В результате выполнения кратковременных полетов в космос был установлен ряд важных научных фактов и предположений. Так, уже в первом полете Ю.А. Гагарина было подтверждено исключительно нормальное функционирование психики человека, отсутствие «трудных» психических состояний. Это позволило отказаться от кодового замка включения системы ручного управления, блокировавшего вмешательство космонавта на случай проявления у него каких-либо психических нарушений.

Была подтверждена надежность функционирования психологических механизмов восприятия и переработки пилотажной информации, адекватность реализации управляющих действий органами управления.

Положительная оценка дана правильности выбора методов психологической подготовки, проводимой во время спортивных занятий, при выполнении парашютных прыжков, в ходе отработки навыков управления космическим кораблем на наземных тренажерах.

Была подчеркнута практическая значимость вестибулярных тренировок, вращений на центрифуге, полетов по параболе Кеплера на самолете для ознакомления с невесомостью, подготовки в сурдокамере, которые в целом способствовали укреплению психических процессов и психических состояний космонавтов (мышления, воображения, воли, вдохновения, оптимальной мотивационной установки).

Однако при выполнении кратковременных полетов в космос часть психологических аспектов еще не затрагивалась. Например, роль и значение пассивного и активного отдыха, проблема сна. Такие вопросы возникли чуть позже, когда каждый последующий полет все больше насыщался дополнительным решением различного рода прикладных и исследовательских задач и возникало в полете другое состояние - усталость.

Развитие космической психологии в период подготовки и выполнения длительных полетов в космос

Первый длительный полет был совершен на корабле «Союз» летчиком-космонавтом А.Г. Николаевым и составил 17 сут., 16 ч. и 59 мин. (это был 9-й полет для этого типа корабля). 17-й полет на данном типе корабля тоже был длительным (29 сут., 13 ч. и 20 мин.) [13].

Указанные полеты выявили ряд нарушений со стороны организма, касающихся в основном течения адаптационных и особенно реадаптационных процессов в первые часы и дни после приземления. Стало очевидным, что фактор невесомости, физиолого-гигиенические условия обитания, большой объем и разнообразие решаемых задач требуют разработки и научного обоснования комплекса мероприятий, направленных на ускорение процесса адаптации на начальном этапе полета и длительной физической подготовки в течение всего полета для сохранения дееспособности и работоспособности космонавта в реадаптационный период (в первые часы и дни после завершения полета). Но это были проблемы физиологов, психофизиологов и гигиенистов.

Что касается психологов, то перед ними стояли задачи организации активного отдыха в длительных космических полетах, повышения эффективности труда космонавта на основе анализа структуры деятельности и суточной динамики работоспособности, разработки средств оптимизации группового взаимодействия в условиях длительной изоляции.

Решение этих задач осуществлялось в ряде научно-исследовательских тем, в том числе при постановке длительных (многосуточных и многомесячных) экспериментов в замкнутых объектах, а также путем наблюдения за функциональным состоянием и работоспособностью космонавтов в реальных полетах.

В исследованиях принимало участие большое число научных сотрудников, инженеров, лаборантов, работающих в ГНИИИАиКМ, НИАГ, ЦПК, ИМБП.

Г.М. Зараковский и С.Л. Рысакова предложили в качестве исходной психологической концепции активного отдыха использовать теорию деятельности, которая посредством цели формирует рабочую доминанту, актуализирует программу достижения цели деятельности. В зависимости от способа воздействия на психические процессы в целях восстановления доминанты все средства активного отдыха разделяются на два класса: 1) средства переключения на новую рабочую доминанту; 2) средства стимуляции фоновой, «созерцательной» психической активности. Предложенная авторами концепция и результаты проведенных ими экспериментов позволили выработать ряд практических рекомендаций по использованию в длительных полетах музыки, произведений изобразительного искусства и художественной литературы [10].

А.К. Попов, А.Л. Наринская, Б.С. Алякринский, В.И. Мясников и Л.Г. Мордовская своими исследованиями затронули разные аспекты повышения эффективности труда членов экипажа в длительном космическом полете. Это способы перестройки суточной динамики некоторых психических функций, рекомендации по улучшению организации рабочей деятельности во временном аспекте (с позиции изменения обычной системы датчиков времени), критерии для оценки степени натренированности, предложения по использованию некоторых показателей сенсомоторных навыков управления в целях прогнозирования степени надежности системы «человек - космический корабль» [2, 14, 15, 24].

Литература

1. Авиационная медицина (Руководство) / Под ред.Н.М. Рудного, П.В. Васильева, С.А. Гозулова.- М.: Медицина, 1986. - С. 7-19.

2.Алякринский Б.С.Временная развертка рабочих операций космонавта// Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 120-129.

3.Геллерштейн С.Г.Проблемы психологии в применении к авиации // Авиационная медицина в Великую Отечественную войну. - М.: Медгиз, 1947. - Вып. 1. - С. 15-16.

4.Горбов Ф.Д., Новиков М.А.Экспериментально-психологическое исследование группы космонавтов // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1965. - Т. 4. - С. 17-26.

5.Горбов Ф.Д., Цыбульский И.Е., Новиков М.А., Клевцов М.И.«Гомеостат» для психологических исследований. А. с. № 167002 с приоритетом, 10.10.1963 // Бюлл. изобретений. - 1964. - № 24.

6.Горбов Ф.Д.Экспериментальная групповая психология // Проблемы инженерной психологии. - Л.: ЛГУ, 1969. - Вып. 4. - С. 252-260.

7.Гримак Л.П.Резервы человеческой психики. Введение в психологию активности. - М.: Политиздат, 1987. - 286 с.

8.Гримак Л.П.Моделирование состояний человека в гипнозе. - М.: Наука, 1978.-271с.

9.Добротворский Н.М.Летный труд (Курс лекций). - М.: Воен.-возд. акад., 1930. - 98 с.

10.Зараковский Г.М., Рысакова С.Л.Активный отдых в длительных космических полетах как психологическая проблема // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 191-200.

11.Козиоров Л.Н., Колчин А.А., Пономаренко В.А., Сильвестров М.М. Автоматизация управления летательными аппаратами на различных этапах полета с учетом человеческого фактора. - М.: Воениздат, 1984. - 234 с.

12.Козиоров Л.Н., Колчин А.А., Пономаренко В.А., Сильвестров М.М. Автоматизация управления летательными аппаратами при различных вариантах включения летчика в контур управления. - М.: Воениздат, 1984. - 312 с.

13. Краткий справочник по космической биологии и медицине (издание второе, исправленное, дополненное). - М.: Медицина, 1975. - С. 373-374.

14.Мясников В.И., Мордовская Л.Г.Формирование сенсомоторных навыков управления и проверка их прочности как фактор повышения надежности оператора в системно-техническом комплексе // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 136-149.

15.Наринская А.ЛДинамика психической работоспособности человека при некоторых режимах деятельности // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 109-120.

16.Новиков М.А., Изосимов Г.В., Герасимович А.А.Средства оптимизации группового взаимодействия в условиях длительной изоляции // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 200-216.

17. Отчет ГНИИИАиКМ - М., 1966.

18.Платонов К.К.Человек в полете (издание второе, переработанное и дополненное). - М.: Воениздат, 1957. - 285 с.

19.Платонов К.К.О напряженности в полете // Вестн. возд. флота. - 1948. - № 6.

20.Платонов К.К., Шварц Л.Очерки психологии для летчиков. - М.: Воениздат, 1948.

21.Покровский Б.Л., Петров Ю.А.и др. Методическое пособие по психологическому отбору кандидатов в летные училища ВВС. - М.: в.

22.Покровский Б.Л. Летчику о психологии. - М.: Воениздат, 1974. - 116 с.

23.Покровский Б.Л. Летчику о психологии (второе издание, переработанное и дополненное). - М.: Воениздат, 1984. - 84 с.

24.Попов А.К.Выявление путей оптимизации операторской деятельности на основе исследования ее содержания, структуры и функции // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1977. - Т. 34. - С. 97-108.

25.Сергеев А.А.Очерки по истории авиационной медицины. - М.; Л.: АН СССР, 1962. - 297 с.

26.Сильвестров М.М., Козиоров Л.Н., Пономаренко В.А.Автоматизация управления летательными аппаратами с учетом человеческого фактора. - М.: Машиностроение, 1986. - 183 с.

27.Третьяков Н.В.Подбор и комплектование психологически совместимых экипажей многоместных самолетов. Рекомендации командирам подразделений и частей. - М.: Воениздат, 1992. - 37 с.

28.Хачатурьянц Л.С., Гримак Л.П., Хрунов Е.В.Экспериментальная психология в космических исследованиях. - М.: Наука, 1976.

29.Хрунов Е.В., Хачатурьянц Л.С., Попов В.А., Иванов Е.А.Человек-оператор в космическом полете. - М.: Машиностроение, 1974. - 400 с.

Далее...